浅谈稀有气体

提要：随着工业生产和科学技术的发展，稀有气体越来越广泛地应用在工业、医学、尖端科学技术以至日常生活里。而化学教学也要时时与生产生活相结合，使得学生们不但了解更多的化学知识，同时也对化学这一学科产生浓厚的兴趣。

关键词：稀有气体 元素 用途

远远的街灯亮了，

好像闪着无数的的明星。

天上的明星现了，

好像闪着无数的街灯，

我想那渺茫的空中，

定然有美丽的街市。

美丽的街市，闪着无数的街灯。郭沫若的诗，让多少人浮想联翩，而我则想着那装扮这街市的美丽的街灯。夜幕降临，城市的霓虹灯闪烁着诱人的光芒。可是，我的朋友，你可知道这霓虹灯里有那些物质，又为什么能发出这么美丽的光，他们还有那些用途呢？

原来呀，那些霓虹灯的灯管里充着神秘的气体――稀有气体。什么是稀有气体呢？稀有气体，在大气层的含量极少，它们的化学性质极不活泼，原来被称为惰性气体，随着科学技术的发展，1962年，在加拿大工作的英国青年化学家巴特列特（Bartlett N，1932）首先合成出第一个惰性气体的化合物──六氟合铂酸氙Xe[PtF6]，动摇了人们长期禁锢的思想，引起了化学界极大的兴趣和重视。许多化学家开始关注这方面的工作，先后陆续合成了多种稀有气体化合物，促进了稀有气体化学的发展。“惰性气体”一名再也不符合客观事实，因此就改称稀有气体了。

稀有气体包括等氦He（拉丁文原意“太阳”）、氖Ne（拉丁文原意“新的”）、氩Ar（拉丁文原意“懒惰”） 、氪Ke（拉丁文原意“隐藏”）和氙Xe（拉丁文原意“奇异”）、 氡Rn （拉丁文原意"射气"）气体。除氦外，稀有气体原子的最外层都是由充满的ns和np轨道组成的。因此，它们都具有稳定的8电子构型（氦原子只有两个电子），这些元素的化学性质很不活泼，不仅难于与其他元素化合，其自身也是以单个原子的形式存在。人们正是利用它们的这种特性，充到灯管里当保护气，有些还能发出色彩艳丽的光，因此，人们对它们情有独钟。

大量的氦用于火箭燃料压力系统、惰性气氛焊接、核反应堆热交换器。由于氦气的密度小又不象氢气那样易燃易爆，使用安全，常用氦气填充气球和飞艇。近来，还用氦气混合在塑料、人造丝 、合成纤维中制成轻盈的泡沫塑料、泡沫纤维。氦在血液中的溶解度比要氮气小的多，用它与氧气混合制成“人造空气”代替压缩空气，供潜水员使用。此外，这种“人造空气”的平均密度只有空气的三分之一左右，易于吸入和呼出，常用于医治气喘和窒息等症。

将氦和氖的混合气体装入特制的石英管中，制成激光器，可以发出红色激光，用于测量和通讯。

氖可以作为彩色霓虹灯的充装气体用于户外广告显示；此外，它还可用于可视发光指示灯、电压调节，以及激光混合气成份。

氖和氩常用于霓虹灯。霓虹灯是两端装有电极，充有稀薄惰性气体的细玻璃管，当两端的电极间存在电压时，惰性气体放电产生色光，灯光的颜色与灯管内的气体种类、气压以及灯管的玻璃颜色有关。

氩和氪常用于填充普通的白炽灯泡。钨丝在空气中加热会与氧气发生氧化反应而断掉，因此，必须抽去灯泡中的空气，但空气抽出后，炽热的钨丝容易升华而变细，钨蒸汽在较冷的灯泡内壁上冷凝，灯光变暗，灯泡的寿命也大大的缩短。把一定量的氩气或氩氮混合气体充入灯泡内，增加灯泡内的气压，减缓钨的升华，增加灯泡的亮度，延长灯泡的寿命。用氪来填充白炽灯泡，可以节约10%的电能。氩和氪的混合气体广泛用于填充荧光灯。除此外，广泛用于航空、航天业中钛以及其他特种金属焊接时的保护气。

氪和氙广泛用于具有特殊性能的电光源，高压长弧氙灯（俗称 “人造小太阳”），便是利用氙在高压电场的激发下能放出强烈的白光这一特性制成的。一种发生紫外线的氙灯，在临床上得到应用，氙和氪的同位素在医学上 用于测量脑血流量和研究肺功能，计算胰岛素的分泌量。

氙作为麻醉剂，在医学上倍受重视。氙能溶解到细胞质的油脂里，引起细胞的膨胀和麻醉，使神经末梢的作用暂时停止。医学家曾试用80%的氙气和20%氧气混合，作为无副作用的麻醉剂。

最迟被发现的稀有气体是氡，具有很强的放射性，而半衰期较短（122Rn的半衰期最长，也只有3.8天），实验和应用较为困难，但它可用于恶性肿瘤的治疗。

氡虽有功劳，但也暗藏杀机。自然界的，主要来自放射性元素的裂变，有的地层含氡也较高，放射性较强的花岗岩、大理石也能向外释放氡，在这些地层上建房或采用放射性较强的岩石作室内装潢，这种看不见的杀手将潜藏在室内，给人带来可怕的疾病，如恶性肿瘤等。

为了我们的生活更加丰富多彩，让我们了解和熟悉稀有气体，扬其长，避其短，长其功，消其过！为了我们的生活更加丰富多彩，让我们用知识武装头脑，射杀懒惰的思想，迎接新的太阳，让我们的智慧释放奇异的光芒！